Здесь новыешаблоны dle
Компания Сансити

Тезисы за 2019

 

Вулканизм горного массива Карадаг (Восточный Крым)

Шамирова Анна Феликсовна

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

E-mail: anko6111997@mail.ru

 

Горно-вулканический массив Карадаг расположен в юго-восточной части Крымского полуострова на территории Феодосийского региона Крыма , на северо-восточной периклинали Туакского антиклинория Горного Крыма, между долиной реки Отузка и Коктебельской котловиной [1].Массив представляет собой сложный вулкан центрального типа: его северная часть, которая располагается на суше, смята в асимметричную антиклинальную складку и окружена меланжами; егоюжная часть сорвана и расположена в поднадвиге на глубине 2-3 км в 15 км севернее [2]. Время проявления магматизма в данном районе относят к средней юре (аален-байос) [3]. Карадагский палеовулкан состоит преимущественно из лав основного, среднего и кислого составов, а также их туфов; подстилающие отложения представлены терригенными толщами позднебайосского возраста. Палеовулкан пересекают многочисленные разрывные нарушения, поперечные разломы северо-западного простирания, многие из которых являются унаследованными (по приуроченности к дайкам).

Материалами для данной работы послужили литературные данные, образцы вулканитов из коллекции доцентов кафедры динамической геологии Гущина А. И. и Веселовского Р. В. и образцы, отобранные во время прохождения научно-исследовательской практики летом 2018 г..

Разрезы Карадага наиболее полно представляют байосский вулканизм Горного Крыма [4]. По предварительным результатам исследования, в строении можно выделить 2 вулканических комплекса: нижний включает в себя базальты и долеритобазальты (Камни Кузьмича), туфы и базальтовые лавы (скала Левинсон-Лессинга), литокластические туфы (скала Чёртов палец); верхний: включает в себя пемзовидные лавы кислого состава (вершина г. Святая), кислые флюидальные лавы (карьер, г. Святая), а также плагиориолиты, слагающие преимущественно субвулканические тела: дайки, штоки, экструзивные купола.

Отмечается, что вулканогенные породы сильно подвержены вторичному изменению – в частности, на это указывает обильное наличие кварца, смектитов и цеолитов в породах основного состава. Однако минералогический состав, определенный с помощью рентгеновского излучения, в той или иной степени соответствует петрографическим исследованиям каждого образца.

             В пределах Карадага выделяется два магматических ряда: 1й имеет характерную микроэлементную характеристику для вулканических пород надсубдукционной обстановки, 2й указывает на некоторые Nb-обогащенные островодужные базальты [3]. В целом, геодинамическая природа Карадага определяется как островодужная, однако для заключения моя работа требует продолжения исследований.

             За помощь и поддержку автор благодарит своего научного руководителя Демину Любовь Ивановну, а также Гущина Александра Ивановича и Веселовского Романа Витальевича за предоставленную коллекцию образцов.

Литература

$11.      Довгаль Ю. М., Радзивилл, В. Я., Токовенко В. С. И др. Вулканы Карадага. Киев: АН Укр. ССР, 1991. 104 с.

$12.      Юдин В. В., Клочко А. А. Тектоника Восточного Крыма (Карадаг) // Сырьевые ресурсы Крыма и прилегающих акваторий (нефть и газ). Мат-лы конф. “Тектоника и нефтегазоносность Азово-Черноморского региона в связи с нефтегазоносностью пассивных окраин континентов”. Симферополь: Таврия-Плюс, 2001. С. 169–78.

$13.      Daniil V. Popov, Valeria D. Brovchenko, Nikolai A. Nekrylov, Pavel Yu Plechov, Richard A. Spikings, Oksana A. Tyutyunnik, Lyubov V. Krigman, Maria O. Anosova, Yuri A. Kostitsyn, Alexey V.Soloviev, Removing a mask of alteration: Geochemistry and age of the Karadag volcanic sequence in SE Crimea // Lithos 324–325. 2018. 371–384.

$14.      Лебединский В. И., Соловьев И. В. Байосские вулканоструктуры Горного Крыма // Геологический журнал. 1988. №4 С. 85 – 93

 

Математическое моделирование роста кристаллов циркона

М.А. Сорокин, О.Э. Мельник

Московский государственный университет им. Ломоносова

E-mail:  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

 В докладе строится модель диффузионного роста кристаллов циркона из магматического расплава. Это классическая задача Стефана, обычно решаемая в одномерном случае с явным выделением границы кристалла и переходом в подвижную систему координат, связанную с интерфейсом кристалл-расплав, что не позволяет простым образом рассматривать рост множества кристаллов в объеме магмы. В докладе моделирование производится методом замены кристаллов стоком массы с равномерным распределением плотности и меняющейся во времени интенсивностью.

Циркон – это акцессорный минерал, который можно найти почти во всех магматических горных породах. Вследствие этого в последние годы появилось большое количество экспериментальные результатов по нахождению распределения кристаллов циркона по размерам. Однако, интерпретация зависимости распределения от истории и условий образования породы всё ещё представляет большой интерес.

В докладе будет рассмотрена задача о нахождении распределения кристаллов циркона по размеру в одномерном постановке при условии линейного изменения температуры с течением времени и реалистичного коэффициента диффузии как функции температуры.

Рост кристалла циркона в основном определяется концентрацией циркония в окружающем расплаве, поэтому модель будет опираться на уравнение диффузии, а также закон сохранения массы. Оригинальный метод замены кристаллов стоками, плотность которых постоянна внутри каждого отдельно взятого кристалла, позволяет определять размеры кристаллов по мере численного решения уравнения диффузии, без явного задания скорости роста как функции переохлаждения расплава исходя из экспериментальные результатов. Это выгодно выделяет этот метод, так как экспериментальной определение скорости роста кристаллов циркона не надёжно ввиду медленности этого процесса. Кроме того, эксперименты не могут полностью воспроизвести условия роста кристаллов в реальном магматического расплаве. Поэтому непосредственное решение уравнения диффузии для циркония вокруг растущего кристалла позволяет получить уникальную информацию для любого закона изменения температуры. Использование метода стоков позволяет рассматривать одновременных рост многих кристаллов в объеме. Раньше этот метод не применялся.

Для корректной постановки задачи были сделаны следующие предположения. Считается, что новые кристаллы всегда образуются в точках с наибольшей концентрацией циркония. А в случае, когда таких точек несколько, в наиболее удалённой от других кристаллов. Градиенты концентрации по обе стороны от кристаллов считаются равными по модулю и высчитываются как среднее арифметическое от соответствующих значений градиента концентрации в соседних расчетных ячейках. Ещё одно ограничение связано с тем, что при достаточно малых размерах кристаллы растворяются, а не растут, поэтому в момент начала роста кристаллы считаются ненулевого диаметра, соответствующего диаметру устойчивого зародыша.

 

Физическое моделирование структурообразующих деформаций на ранних стадиях формирования сопряженных континентальных окраин Иберии и Ньюфаундленда

Ращупкина Анастасия Олеговна

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

E-mailanastasiaforo @gmail.com

Выявление условий образования и развития пассивных континентальных окраин является актуальной научной проблемой, так как в их пределах формируются осадочные нефтегазоносные бассейны, строение которых зависят от особенностей перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу. Целью работы является выявление особенностей структурообразующих деформаций на ранних стадиях формировании пассивных континентальных окраин Иберии и Ньюфаундленда при переходе от континентального рифтинга к океаническому спредингу на основе метода физического моделирования.

 

На основе анализа геолого-геофизических данных и физического моделирования рассмотрены особенности структурообразования на сопряженных окраинах Иберии и Ньюфаундленда. Данные окраины представляют собой эталон пассивных окраин, сформированных при гиперрастяжении континентальной коры, с характерным асимметричным ее расколом по крупному разлому-детачменту и обедненным магмоснабжением. К тому же, эти невулканические окраины почти полностью лишены синрифтовых магматических образований, и характеризуются развитием эксгумации серпентинитов вдоль границы с океаном, а в пределах самой окраины утонением континентальной коры и значительной тектонической расчлененностью. Для гиперрастянутых окраин характерно развитие в условиях длительного рифтогенного растяжения континентальной коры, переходящего в ультрамедленный и затем медленный спрединг.

Выделяют четыре основных стадии развития окраин этого типа. Стадия растяжения континентальной коры с формированием проксимальной области, характеризующейся формированием системы горстов и грабенов и небольших разломов-детачментов. Вторая стадия характеризуется утонением континентальной коры, подъемом границы Мохо и формированием крупных разломов–детачментов, закладывающих асимметричное развитие сопряженных окраин. Третья стадия ассоциируется с дистальной областью, характеризующейся сильным утонением континентальной коры и выведением на поверхность эксгумированной мантии, сложенной серпентинизированными перидотитами. И, наконец, четвертая стадия, связанная с внешней областью континентальной окраины, характеризуется аккрецией океанической коры при ультрамедленном спрединге с сильно расчлененным рельефом. В дальнейшем скорость спрединга может увеличиваться до медленных и средних величин, при этом будет меняться морфоструктурный план новообразованной океанической коры и изрезанность рельефа.

Особенностью строения континентальных окраин Иберии и Ньюфаундленда является наличие погруженных плато Галиции и Флэмиш Кэп, соответственно.  Эти погруженные плато осложняют строение континентальных окраин, условия их образования вызывают немало вопросов.  

Экспериментальные исследования ранних стадий развития сопряженных континентальных окраин Иберии и Ньюфаундленда проводились с помощью физического моделирования в лаборатории экспериментальной геодинамики Музея Землеведения МГУ. Модельное вещество представляет собой сложную коллоидную систему, основой которой являются жидкие (минеральное масло) и твердые (церезин, парафин) углеводороды с различными поверхностно- активными добавками.

Физическое моделирование формирования разных типов рельефа при переходе от континентального рифтинга к океаническому спредингу при изменяющихся скоростях растяжения позволило выявить разный характер структурообразования на каждом этапе развития сопряженных переходных зон Иберии и Ньюфаундленда. Сравнение результатов моделирования с рельефом фундамента, полученным по сейсмическим данным и фазами развития сопряженных переходных зон Иберии и Ньюфаундленда дают хорошее соответствие.

 

Высокотемпературная порошковая рентгеновская дифракция и обратимая дегидратация кокимбита Fe3+2(SO4)3∙9H2O
Абдулина В.Р.1, Сийдра О.И. 1,2, Назарчук Е.В.1, Борисов А.С. 1

1Кафедра кристаллографии СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия

2Кольский научный центр РАН, Апатиты, Россия

E-mail:  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

 

Гидратированные минералы сульфаты железа, такие как кокимбит Fe3+2(SO4)3∙9H2O, являются вторичными минералами при выветривании и окислении железосульфидных месторождений в условиях аридного климата на Земле. В последнее десятилетие экспериментальная минералогия сульфатов переживает новый этап развития в связи с получением данных со спутников, а недавно и прямыми определениями значительного содержания таких минералов на поверхности Марса. В некоторых точках отбора на поверхности Марса содержание сульфатов достигает 30%. Причем многие из сульфатных минералов являются гидратированными, что свидетельствует о существовании воды на Марсе в прошлом (Vaniman et al., 2004).

Исследование физико-химических свойств кокимбита имеет важное экологическое значение (Majzlanetal., 2006).

Выполнено терморентгенографическое исследование кокимбита в вакууме с использованием дифрактометра Rigaku «Ultima IV» с высокотемпературной приставкой Rigaku «SHT-1500». Образец закреплён с помощью гексана на платиновую пластинку. Параметры элементарной ячейки на разных температурах уточнены методом наименьших квадратов. Основные коэффициенты тензора теплового расширения определены с использованием линейной аппроксимации температурных зависимостей в программе ThetaToTensor.

 

Установлено, что пики кокимбита исчезают при температуре около 151ºC. После аморфизации при 250ºCпоявляются пики минерала микасаит, безводного сульфата железа. Фаза микасаита стабильна до 575°C, после чего переходит в гематит.

 

Температурная зависимость параметров элементарной ячейки кокимбита может быть описана следующими функциями:

 

at = 10.920 + 1.76×10-4t + 9.58×10-6t2

ct = 17.084-4.12×10-5t

Vt = 1765+0.01t+4.73×10-4t2, где t - температура. При нагревании элементарная ячейка кокимбита расширяется вдоль оси a и остаётся почти неизменной вдоль оси c. Тепловое расширение минерала имеет слабовыраженный анизотропный характер.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (грант 16-17-10085). Рентгеновские исследования выполнены в РЦ «Рентгенодифракционные методы исследования».

Литература

$11.       Vaniman D.T., Bish D.L., Chipera S.J., Fialips C.I., Carey J.W., Feldman W.G. Magnesium sulphate salts and the history of water on Mars// Nature. 2004. 431, 663-665.

$12.       Majzlan J., Navrotsky A., McCleskey R. B., Alpers C. N. Thermodynamic properties and crystal structure refinement of ferricopiapite, coquimbite, rhomboclase, and Fe2(SO4)3(H2O)5 // European Journal of Mineralogy. 2006. 18, 175-186.

 

 

Водные марганцевые слоистые силикаты натрия, калия и кальция

Шагова А.К.1, Верещагин О.С.1, Брусницын А.И. 1, Перова Е.Н.1, Бритвин С.Н.1

1Институт наук о Земле,СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия

Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Слоистые силикаты марганца представляют собой группу минералов, насчитывающую 44 минеральных вида (КНМ ММА, Back et al., 2018). Водные марганцевые слоистые силикаты натрия, калия и кальция образуют отдельную мало охарактеризованную и трудную для диагностики подгруппу. Эти минералы встречаются в метаморфизованных марганцевых породах и обладают схожими физическими свойствами.

Основой структур рассматриваемых минералов являются пакеты, состоящие из сеток тетраэдров TO4 (T = Al, Si), соединенные со слоями октаэдров AO6 (A= Mn2+, Fe3+, Fe2+, Mg2+, Zn2+, Al3+, Na+). В пространстве между двумя сочленяющимися сетками тетраэдров находятся крупные катионы (Na+, Сa2+, K+). На основе структуры и особенностей химического состава эти минералы можно разделить на три группы: группа ганофиллита (ганофиллит, тамаит, эгглетонит), группа стильпномелана (стильпномелан, парсеттенсит, баннистерит, ленниленапеит, франклинфилит) и миддендорфит. Схожесть структур рассматриваемых минералов приводит к близким картинам порошковой дифракции с наиболее интенсивным пиком ~12 Å и сравнительно слабыми сателлитами. Минералы имеют схожий химический состав и физические свойства (показатели преломления, твердость и плотность).

На данный момент подробно описаны только четыре структуры. Плоская сетка стильпномелана (рисунок 1а) состоит из «островов», сложенных семью правильными шестизвенными кольцами тетраэдров. В структуре также присутствуют соедияющие «острова» и слои «перевернутые» тетраэдры, ориентированные вниз относительно плоскости структуры (Eggleton, 1972). Структура плоской сетки парсеттенсита (рисунок 1б) также построена на «островах», но они имеют другой характер сочленения: «перевернутые» тетраэдры соединяются попарно (Eggleton and Guggenheim, 1994). Мотив структуры ганофиллита (рисунок 1в) повторяет мотив ленты амфибола, но в структуре ганофиллита присутствуют сдвоенные «перевернутые» тетраэдры (Noe and Veblen, 1999). Баннистерит нельзя однозначно отнести ни к «островным», ни к «ленточным» типам структур, так как четыре «перевернутых» тетраэдра (рисунок 1г) не изолируют «острова» и не образуют полноценных лент (рисунок 1в) (Heaney and Post, 1992).

 

 

-картинка.jpg

Рисунок 1 - Плоские сетки в структурах слоистых марганцевых силикатов:

а - стильпномелан, б - парсеттенсит, в - ганофиллит, г - баннистерит.

 

На месторождении Ушкатын-III в Центральном Казахстане установлены два минерала, которые по химическому составу (за исключением повышенного содержания щелочных катионов) и физическим свойствам могут быть отнесены к водным марганцевым слоистым силикатам натрия и калия.

Back et al. (2018) The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: November 2018, International Mineralogical Association.

Eggleton, R. A. (1972) ‘The crystal structure of stilpnomelane. Part II. The full cell’, Mineralogical Magazine, 38, pp. 693–711. doi: 10.1180/minmag.1972.038.298.06.

Eggleton, R. A. and Guggenheim, S. (1994) ‘The use of electron optical methods to determine the crystal structure of a modulated phyllosilicate: parsettensite’, American Mineralogist, 79, pp. 426–437.

Heaney, P. J. and Post, J. E. (1992) ‘The crystal structure of bannisterite’, Clays and Clay Minerals, 40(2), pp. 129–144.

Noe, D. C. and Veblen, D. R. (1999) ‘Incommensurate modulation and the crystal structure of ganophyllite’, American Mineralogist, 84, pp. 1088–1098. doi: 10.2138/am-1999-7-811.

 

 

Влияние величины сдвиговых смещений на особенности деформаций в зонах трансформных разломов на примере Атлантического океана

Толстова Анастасия Ильинична

Студентка МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

E-mail:  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

  

Рифтовая зона Срединно-Атлантического хребта (САХ) почти повсеместно разбивается на отдельные сегменты поперечными структурами. По отношению к величине смещения (офсету) осевых долин и характеру деформаций, выделяют разные типы поперечных структур: трансформные разломы (ТР), нетрансформные смещения (НТС) или перекрытия центров спрединга (ПЦС). Наиболее крупные трансформные разломы (Чарли-Гиббс, Романш, Агульяс Фолкленский) и области активного проявления мантийных плюмов (Исландский, Азорский) разбивают весь Срединно-Атлантический хребет на несколько провинций, различающихся по времени своего формирования, кинематике и термодинамическому режиму спрединга. В пределах этих провинций были выбраны характерные трансформные разломы с разной величиной офсета (Кейн, Атлантис, Сан-Паулу) и проведен геолого-геофизический анализ их строения.

С помощью метода физического моделирования исследовались особенности структурообразующих деформаций в зонах трансформных разломов. На рис. 1 показаны результаты экспериментов, с различными параметрами величины смещения спрединговых сегментов. Следует отметить, что в природе толщина литосферы в области смещения заведомо больше толщины литосферы в спрединговых сегментах. Этот принцип выдерживался и при моделировании. При малой величине смещения между спрединговыми сегментами в области нетрансформного смещения сформировался эшелон трещин. При увеличении расстояния между рифтовыми долинами наблюдалось закономерное изменение типов формирующихся структур – образовывалась единая трещина, которая представляла собой зону главных сдвиговых деформаций. При дальнейшем увеличении величины смещения также формировалась единая сдвиговая трещина. Экспериментальное моделирование позволило сделать вывод, что при величинах смещения до 2-3 см (характерных для структур НТС), между 2-4 см и больше 4 см, происходит смена характера деформаций: от пластичных, к хрупко-пластичным и хрупким с четко выдержанной зоной сдвиговых деформаций характерных для зон трансформных разломов.

Результаты показали, что при увеличении величины смещения изменяется характер разрушения литосферы и характер формирующихся структур. Помимо величины смещения осей спрединга на особенности структурообразования в зонах трансформных разломов может оказывать влияние также толщина литосферы, ширина зоны разлома и неортогональность спрединга.

Работа выполнена на кафедре динамической геологии геологического факультета и в лаборатории физического моделирования геодинамических процессов Музея землеведения МГУ имени М.В. Ломоносова.

 

 

Рис.1. Структурообразование при различной длине смещения и толщине модели в области смещения и в спрединговых сегментах.

 

Полезные модули dle на dlepro.ru.